Carbono

O carbono (do latín, carbo, 'carbón') é un elemento químico de número atómico 6, símbolo C e masa atómica 12,01. É un non metal e tetravalente, dispoñendo de catro electróns para formar ligazóns químicas covalentes. Tres isótopos do carbono producense de forma natural, os estables 12C e 13C e o isótopo radioctivo 14C, que decae cunha vida media duns 5730 anos. O carbono é un dos poucos elementos coñecidos desde a antigüidade, e é o piar básico da química orgánica. Está presente na Terra en estado de corpo simple (carbón e diamantes), de compostos inorgánicos (CO2 e CaCO3) e de compostos orgánicos (biomasa, petróleo e gas natural). Tamén se sintetizaron moitas novas estruturas baseadas no carbono: carbón activado, negro de fume, fibras, nanotubos, fulerenos e grafeno. O carbono é o 12.º elemento máis abundante na cortiza terrestre, e o cuarto elemento máis abundante no universo en masa despois do hidróxeno, o helio e o osíxeno. A abundancia do carbono, a súa diversidade única de compostos orgánicos e a súa infrecuente capacidade para formar polímeros ás temperaturas comunmente atopadas na Terra, permite que este elemento sirva como compoñente común de toda a vida coñecida. É o segundo elemento máis abundante no corpo humano en masa (aproximadamente o 18,5%) despois do osíxeno. Os átomos de carbono poden unirse de diferentes maneiras, denominadas alótropos do carbono, reflexo das condicións de formación. Os máis coñecidos que ocorren naturalmente son o grafito, o diamante e o carbono amorfo. As propiedades físicas do carbono varían amplamente coa forma alotrópica. Por exemplo, o grafito é opaco e negro, mentres que o diamante é altamente transparente. O grafito é o suficientemente brando como para formar unha raia no papel (de aí o seu nome, do verbo grego "γράφειν" que significa 'escribir'), mentres que o diamante é o material natural máis duro coñecido. O grafito é un bo condutor eléctrico mentres que o diamante ten unha baixa condutividade eléctrica. En condicións normais, o diamante, os nanotubos de carbono e o grafeno teñen as condutividades térmicas máis altas de todos os materiais coñecidos. Todos os alótropos do carbono son sólidos en condicións normais, sendo o grafito a forma termodinámicamente estable. Son químicamente resistentes e requiren altas temperaturas para reaccionar mesmo con osíxeno. O estado de oxidación máis común do carbono nos compostos inorgánicos é +4, mentres que +2 atópase no monóxido de carbono e en complexos carbonilos de metais de transición. As maiores fontes de carbono inorgánico son as calcarias, dolomitas e dióxido de carbono, pero cantidades significativas prodúcense en depósitos orgánicos de carbón, turba, petróleo e clatratos de metano. O carbono forma un gran número de compostos, máis que calquera outro elemento, con case dez millóns de compostos descritos ata a data (con 500.000 compostos novos por ano), sendo con todo ese número só unha fracción do número de compostos teoricamente posibles baixo condicións estándar. Por esta razón, a miúdo o carbono describiuse como o «rei dos elementos». A combustión do carbono en todas as súas formas foi a base do desenvolvemento tecnolóxico desde tempos prehistóricos. Os materiais baseados no carbono teñen aplicacións en numerosas áreas de vangarda tecnolóxica: materiais compostos, baterías de ións de litio, descontaminación do aire e da auga, eléctrodos para fornos de arco, na síntese de aluminio, etc. É sólido a temperatura ambiente, e dependendo das condicións de formación, pode atoparse na natureza en distintas formas alotrópicas, carbono amorfo e cristalino en forma de grafito ou diamante. Na táboa periódica, é o primeiro (fila 2) dos seis elementos en columna (grupo) 14, que teñen en común a composición da súa capa electrónica exterior. O carbono é un dos poucos elementos coñecidos dende a antigüidade. É o alicerce básico da química orgánica: coñecendose preto de 10 millóns de compostos de carbono, e forma parte de tódolos seres vivos coñecidos. Forma o 0,2 % da codia terrestre. Todas as formas de vida que se coñecen están formadas de moléculas compostas principalmente por carbono, hidróxeno, nitróxeno e osíxeno (ademais de multitude doutros elementos en menor proporción). Este elemento non metálico ten a interesante propiedade de ser quen de enlazarse con el mesmo e cunha ampla variedade doutros elementos.